借力Wi-Fi 6強勁商機 Wi-Fi 7加速啟動虛擬整合新實境

2022-08-27
隨著6GHz頻段向Wi-Fi應用開放,Wi-Fi 7在6GHz頻段上支援最大的320MHz通道頻寬,同時在5GHz和6GHz頻段上繼續支援頻寬20/40/80/160MHz,可預見帶領物聯網(IoT)趨向普及,達到沉浸式虛擬實境。

Wi-Fi 7將是速度最快的一代Wi-Fi,它以IEEE 802.11be標準為基礎,導入許多新功能,打造出擁有極高速傳輸(Extreme High Throughput)的效率,開發該標準的主要因素,是為了提高聚合傳輸以及降低Wi-Fi的延遲,目標應用場景是要求高傳輸、低延遲應用,或沉浸式虛擬實境。

Wi-Fi 7預計於2023年現身,其應用時程預估落在2023年底至2024年初,預告Wi-Fi 7傳輸速度為Wi-Fi 6E的2.4倍,將帶來更快的速度、更低的延時及抗干擾能力。由於Wi-Fi 7網速大幅提升,無線路由器廣域網路(WAN)有線速度頻寬提升至10Gbps,將逐步成為主流標準配備規格,依照不同的產品應用,2.5Gbps區域網路(LAN)及10Gbps LAN也逐漸成為主流以取代1Gbps LAN。Wi-Fi 7同時支援三頻,傳統的家用網路及物聯網設備可連2.4GHz,需要稍高頻寬則選用5GHz,超高速傳輸則可透過6GHz連線,預計未來虛擬實境、元宇宙、AR/VR、4K/8K影像傳輸,和網路儲存伺服器(NAS)等領域,將會廣泛採用最新的Wi-Fi 7。

Wi-Fi 7有四項特點,將引領帶動下一波Wi-Fi革新:

1. 引入6GHz頻段,並支援最大320MHz頻寬,大幅度提升網路傳輸速度,單一空間流可以達到近3Gbps的理論速度。

2. 多重鏈路(Multi-Link Operation)機制以實現多頻道組合,設備可以同時在不同頻道發射與接收,該功能可提高聚合輸送量並降低延遲。

3. 高階4096-QAM調變技術,相對於Wi-Fi 6的1024-QAM調變技術可以獲得20%的速率提升。

4. Multi-RU不像以往需要占用一段連續的無線頻道,可避開因當地法規規範而無法使用的頻率,進一步提升頻譜使用效率。

綜合以上所述,Wi-Fi目前發展主要以Wi-Fi 6(802.11ax)為主軸,然而Wi-Fi 6E新頻度的開放,解決了2.4GHz/5GHz頻段易受干擾的問題,進而替即將現身的Wi-Fi 7做提前的布局。Wi-Fi 7的推出即將滿足消費者高速無間斷之應用相關領域,無疑是替未來的AR/VR、元宇宙等應用開啟了大門。

網通設備廠積極布局Wi-Fi 7產品,欲達到效益,尚有頻譜使用、用戶端設備普及率、部署成本、投資設備等挑戰待克服,也期待於2023至2024年Wi-Fi 7在市場上有突破性的發展與應用。以上所提的IEEE 802.11be技術仍處於研發測試階段,IEEE仍在研發相關技術細節,據信在2024年左右才會完成最終的版本。

Wi-Fi技術發展現況

Wi-Fi技術從802.11b發展至今802.11ax已逾20年的時程,從過去的11Mbps傳輸速度,至今其傳輸速度可已超過1Gbps,隨著智慧家庭、遠端辦公、AR/VR等需求增加,於2022年Wi-Fi 6已成為主流並逐步取代Wi-Fi 5(802.11ac),因無線網速的提升,企業網路無線存取點已從過往的1Gbps入網速度,提升至2.5Gbps,甚至在Wi-Fi 6三頻的應用上會提升至2.5Gbps或10Gbps的有線入網頻寬配置;家用與電信無線路器用戶的部分,1Gbps有線入網規格已然成為標準配備規格。

受疫情影響,在過去的一年時間,在家工作的比重大幅度上升,也加速了Wi-Fi 6換機潮,並結合Wi-Fi Easy Mesh之連線技術,於市場上讓消費者選擇多機銷售模式,一次購足解決Wi-Fi跨樓層或面積大而收不到訊號的問題。其中藍牙也扮演多機聯網設定的重要關鍵,透過智慧手機藍牙連結至無線路由器,無需繁鎖的設定即可讓使用者完成多台路由器連上廣域網路。

從表1可看出Wi-Fi世代發展,每隔幾年就出現新的技術發展,其中最明顯的差異就是在傳輸速度及多人同時連線數之提升,整體趨勢發展來看,Wi-Fi 6市場占有率取代Wi-Fi 5,而Wi-Fi 6E新頻段開放商轉的區域也逐步增加,並做為未來Wi-Fi 7啟用320MHz頻寬之提前布局。

2021年在Wi-Fi 6E的發展也是值得關注的技術,所謂6E指的是5.925GHz至7.125GHz,6GHz頻段主要可帶來四大好處:

1.速度提升,範圍更小:6GHz頻段提供比以往更高的工作頻率及傳輸速度,因其物理特性,速度會隨著傳輸距離增加和障礙物下降得更快,因此6E在應用上適合短距離、高吞吐量且低延遲應用。

2.舊設備干擾低:由於6GHz是全新開放的頻段,不會與舊的2.4GHz及5GHz等舊有設備爭用及易受干擾,若設備在6GHz頻段運作,將提升整體網路效能。

3.不需要針對DFS(Dynamic Frequency Selection)做適配:許多軍用、氣象雷達都採用5GHz的頻段,當中有些頻段與Wi-Fi有所重疊,其於安全考量,針對使用這些重疊頻道的Wi-Fi產品,都須要先通過DFS認證,因6GHz沒有與DFS頻段重疊,因此不需在軟體上做適配。

4.具備7個160MHz的頻道:6E是目前開放頻道較大的技術,相對於5GHz僅能提供2×160MHz,頻段的開放也對於未來Wi-Fi 7在採用6GHz的頻段提升至320MHz做為提前布局,有效高度提升Wi-Fi的速度。

Wi-Fi 6E目前以北美為首於2020開放全頻段,其他國家陸續跟進。然而在6GHz 頻段各國開放主要分為U-NII-5到U-NII-8全頻段與U-NII-5(5.925GHz~6.425GHz)兩種為主,且時程略有區別(圖1、表2)。

圖1 開放Wi-Fi 6E相關頻段的國家
資料來源:Wi-Fi Alliance

 根據Wi-Fi聯盟(Wi-Fi Alliance)與IDC報 告,預計2022年Wi-Fi 6可達到35億出貨數量,其中近20%為Wi-Fi 6E,預估至2025年會提升至41%。

因Wi-Fi 6E的發展,市場上已發表多款三頻產品並強調6GHz無干擾之特性,進入高速的Wi-Fi新領域,避開其它5GHz裝置及所有網路,以最低延遲及最高速度進行遊戲、多人視訊、8K影片串流、AR/VR等即時網路活動。

例如有網通設備廠明泰科技研發Wi-Fi技術,Wi-Fi 6無線路由器出貨至全球區域,由於提前在Wi-Fi 6E布局,已成功研發出多款三頻6GHz無線路由器產品,不僅可提升網路覆蓋率,也體現6GHz頻段帶來的便利。並且積極與晶片廠合作布局Wi-Fi 7,期待2023年有展新的突破性產品發表。 

另外,值得關注的是行動通訊5G與Wi-Fi 6的搭配應用,固定無線存取網路(FWA)已逐步成為最後一哩路的新選擇,尤其營運商在一些偏遠地區沒有布建線路,FWA即成為商轉採用的應用之一。在其他較成熟市場,從既有LTE轉換至5G也是市場上主流的應用模式,根據市調分析,預估未來5年達到46%的年複合成長率(CAGR),5G與Wi-Fi 6的搭配組合應用5G CPE,儼然成為Wi-Fi重點組合產品線。

(本文作者為明泰科技無線寬頻網路事業體產品規劃部經理)

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